原子物理學(xué)第二十講

1、9/23/2022原子物理學(xué)第二十講9/23/2022習(xí)題（A） 1S0 （B） 2S1/2（C） 3S1（D） 1P1（E） 2P1/22、氦、氖、氬原子的基態(tài)均為1、從鋰原子中移去3個電子所需要的總能量大約為 （A） 2MeV （B） 2KeV （C） 200eV （D） 20eV （E） 2eV9/23/20224、在氫分子中，兩原子核之間的距離最接近 （A）0.01A （B）0.1A （C）1A （D）10A （E） 100A習(xí)題3、一種元素，具有和鋰原子（Z=3）相似的原子能級圖，則該原子的原子序數(shù)為 （A） 9 （B） 11 （C） 13 （D） 15 （E） 179/23/202

2、2習(xí)題5、氫原子中的電子處于d態(tài)，則下列那些是可能的原子態(tài)（A）3D5/2（B）4D3/2（C）2D1/2（D）2D5/2（E）3D1/26、如果一個電子處于4f態(tài)，則其軌道角動量為（A）（B）（C）（D）（E）9/23/2022習(xí)題7、7、若氫原子的玻爾第一軌道半徑為a0，則Li+的玻爾第一軌道半徑為 （A） a0/3 （B） （C） a0 （D） （E） 3a08、鈉原子有11個電子，其能級填充順序為1s,2s,2p,3s,3p 等。則鈉原子基態(tài)可表示為 （A） 1S0 （B） 2S1/2 （C） 1P0 （D） 2P1/2 （E） 3P1/2第六章 X射線X射線：=0.001nm-1nm

3、硬X射線：0.1nm9/23/202228 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性一、X射線的發(fā)現(xiàn) X射線，又稱倫琴射線。1895年為 W.K.倫琴發(fā)現(xiàn)，由于開始不知其本質(zhì)，故稱為 X射線?，F(xiàn)已知X射線為波長大約為10-1210-9m的電磁輻射。 1901年諾貝爾獎第一次頒發(fā)，倫琴就由于這一發(fā)現(xiàn)而獲得了這一年的物理學(xué)獎。9/23/202228 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性X射線有強(qiáng)穿透力，波長愈短，穿透力愈強(qiáng)。故稱長波的X射線為軟X射線，短波的X射線為硬X 射線。X射線能引起熒光和照相乳膠感光。在醫(yī)療中廣泛應(yīng)用 X射線作人體的透視，在工業(yè)中用作零件探傷。但大劑量X射線長時間對人體的照射則是有害的。 在初次發(fā)現(xiàn)時，倫

4、琴就用這種射線拍攝了他夫人的手的照片,顯示出手的骨骼結(jié)構(gòu)。9/23/202228 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性二、X射線管 9/23/202228 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性三、X射線的波動性 倫琴X射線折射反射衍射誤認(rèn)為X射線與光無關(guān)1906年英國物理學(xué)家巴拉克顯示了X射線的偏振，首次用實驗證明了X射線的波性。1912年，德國物理學(xué)家馮.勞厄提出用晶體可使X射線發(fā)生衍射；他的建議被弗里德里克和尼平的實驗所證實，從而有力地證明了X射線的波性。9/23/202228 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性X射線的偏振X射線為橫波雙散射技術(shù)射線的偏振性第一個散射體：起偏器第二個散射體：檢偏器9/23/202228 X射線的

5、發(fā)現(xiàn)及其波動性布拉格公式X射線是波長在埃數(shù)量級的一種電磁波。X射線射入晶體后在晶體中產(chǎn)生周期變化的電磁場,迫使原子中的電子等隨之產(chǎn)生周期性的振動。這種振動以球面波的方式向周圍輻射出與入射 X射線波長相同的電磁波。因此每一個原子都是散射X射線的中心, 成為發(fā)射新的電磁波的波源。晶體是由原子在空間中作三維周期排列構(gòu)成的，其間距約數(shù)埃至數(shù)十埃。晶體中周期排列的各原子所散射的頻率相同的電磁波會相互干涉，其振幅在某些方向上得到加強(qiáng)，某些方向上相消，從而形成一定的衍射圖樣。X射線的衍射9/23/2022戴維孫革末實驗（對比）9/23/202228 X射線的發(fā)現(xiàn)及其波動性9/23/202229 X射線的產(chǎn)生

6、機(jī)制一、X射線的發(fā)射譜 利用晶體衍射的布拉格公式可以測得X射線的波長；按照記錄X射線照片上的黑度，可以得到X射線的強(qiáng)度。這樣就可以得到X射線的發(fā)射譜X射線的波長和強(qiáng)度的關(guān)系圖。9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制X射線譜連續(xù)譜特征譜分立譜標(biāo)識譜連續(xù)譜分立譜9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制二、連續(xù)譜軔致輻射高速帶電粒子達(dá)到靶時，在靶核庫侖場的作用下帶電粒子速度連續(xù)變化，因此輻射的X射線具有連續(xù)譜的性質(zhì)。按照經(jīng)典電動力學(xué)，帶電粒子在加速（減速）時必然伴隨著輻射；當(dāng)帶電粒子與原子相碰撞時，發(fā)生驟然減速，由此伴隨產(chǎn)生的輻射稱之為軔致輻射，又稱剎車輻射。顯著特點問題：為什么最小波長只與外加電

7、壓有關(guān)？9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制 由于U和 均可通過實驗測定，所以該公式可用來作為精確測定普朗克常數(shù)的一個方法。這種輻射可以看作光電效應(yīng)的逆過程。9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制三、特征輻射特征輻射產(chǎn)生的X射線譜，尖峰所對應(yīng)波長位置與外加電壓無關(guān)，各元素的特征X射線譜有相似的結(jié)構(gòu)，但各元素的特征波長各不相同。正如指紋被作為人的特征一樣，特征X射線也被用來作為元素的標(biāo)識。標(biāo)識輻射按照能量遞減的次序:9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制類氫離子，n=2n=1的躍遷n=1產(chǎn)生了一個空穴, n=2層的電子感受的是Z-1個電荷,當(dāng)電子從n=2n=1躍遷時產(chǎn)生K線莫塞萊公式：9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制空穴的存在是產(chǎn)生標(biāo)識輻射的先決條件。空穴產(chǎn)生的方法X射線質(zhì)子束高能電子束 空穴一旦產(chǎn)生，接下來發(fā)生什么現(xiàn)象則與外界毫無關(guān)系，而完全取決于元素本身的原子序數(shù)Z。標(biāo)識譜是由于原子中內(nèi)殼層電子的躍遷而形成。9/23/202228 X射線的產(chǎn)生機(jī)制9/23/202229 X射線的產(chǎn)生機(jī)制四、俄歇電子與原子核的激發(fā)俄歇電子：空穴產(chǎn)生后，外層電子躍遷產(chǎn)生的能量傳遞給另外一層電子，使其脫離原子。熒光產(chǎn)額：電子躍遷誘發(fā)原子核激發(fā)：空穴產(chǎn)生后，外層電子躍遷產(chǎn)生的能量傳遞給另外一層電子